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基于TRIZ理论的可成长性儿童实木椅创新设计

2021-01-29 来源:《林业工程学报》作者:广东海洋大学 钟光明 苏文城
摘要:随着儿童家具在中国的需求量不断增加家具设计者们不断地寻求中国儿童家具发展的新方向。另外,由于儿童家具的寿命普遍较短,一般只适合儿童成长时期某一阶段的使用造成了资源的浪费而可成长性儿童家具能够解决这一问题。因此笔者寻求一种科学有效的方法对儿童实木座椅进行创新设计并很好体现其可成长性。对市面上现有儿童座椅进行充分调研分析、定位,确定初步设计方案结合发现问题解决理论(TRIZ)分析其所存在的矛盾构建基于"TRIZ.理论的产品创新设计流程继而运用有效的TRIZ.工具对方案所存问题进行解决、创新和完善得出最优方案。运用科学的TRIZ理论能快速有效地针对性分析、解决儿童实木椅设计过程中存在的实际问题不仅实现了实木座椅能满足儿童在不断成长过程中可以长期使用而且实现了多功能性。
关键词:可成长性;儿童实木座椅;创新设计; TRZ.理论;多功能性
我国儿童家具起步晚,款式、功能单一,安全性、环保性、使用性不足,最突出的问题就是使用周期短暂[1]。目前儿童家具行业逐渐发展壮大,人们对儿童家具的品质和样式也提出了更高的要求[2]。此外在儿童座椅方面尤其缺少体现可成长性,因此,选用何种更好的方法对儿童座椅进行创新设计是必须考虑的问题。近年来发明问题解决理论( theory of the solution of inventive problems ,TRIZ)不断完善成为产品设计飞速发展的强有力的辅助工具[3]。笔者运用TRIZ理论对可成长性实木儿童椅进行创新设计,通过分析其存在的矛盾,最后运用TRIZ工具解决设计过程存在的问题得出最优方案。
1TRIZ理论
TRIZ理论是最早是以前苏联海军专利部阿奇舒勒为首的专家对数百万的专利文献加以研究进行收集整理、归纳提炼,发现技术系统的开发创新是有规律可循的,并在此基础上建立了一套系统的、实用的解决创造发明问题的方法。TRZ.是利用TRIZ工具得到标准解再进行对比分析得出最优化解决方案[4]。TRIZ现已形成完整的理论体系:发现问题、分析问题﹑解决问题[5]。TRIZ理论体系以辩证法、系统论和认识论为哲学指导以自然科学、系统科学和思维科学的分析和研究成果为根基和支柱以技术系统进化法则为理论基础和核心思想,包括解决工程矛盾问题和复杂发明问题所需的各种分析方法、解题工具和算法流程[6]。TRIZ理论的主要方法是将人们所需要解决的实际存在进行定义根据TRIZ所提供的原理将实际问题转换为可以归类的标准问题,并针对标准问题进行分析总结提炼出可能的标准化解决方案为产品的创新设计、发明提供思路。TRZ.和其他传统的常用创新方法有本质的区别。使用TRIZ前后对比如图1所示,一般而言一位工程师在面对相对简单问题时需要尝试10~100次才能找到解决方案而相对复杂的问题时则需要尝试上千次耗时长达几个月甚至几年;如果运用TRZ.来寻找最有效方式则尝试次数可减少至原来的1/1 000~1/10相应地产生这些解决方案所用的时间将会减少[7]。
2基于TRIZ的可成长性儿童椅创新设计应用流程
在针对产品创新设计方面,TRIZ主要提出了技术进化理论、冲突解决原理、40个发明原理和矛盾矩阵、理想解﹑物质场模型和效应等创新工具[8]。在进行产品创新设计中,如何灵活选择和利用TRIZ.中的有效手段对创新对象进行设计是首要的任务,它决定了设计的创新程度﹑优化程度。笔者对儿童成长性和现有儿童椅进行分析总结所存问题建立初步方案,继而利用TRIZ.工具分析初步方案与既定目标之间存在的技术矛盾再通过39个参数矛盾矩阵进行求解得出解域,最后通过解域中所对应的40条发明原理进行分析研究,得出解决方案。假如得出解决方案存在其他问题则通过物场分析法建立物场模型,进一步对方案进行最终修改和优化。利用TRIZ.工具对儿童实木椅进行设计的流程见图2。
2.1儿童成长性调研分析
儿童的成长过程有很多发展性特点[9]。本案例的适用人群定位为2~8岁儿童,此年龄段的儿童成长过程是明显的,成长中的孩子对家具的要求在不断改变,包括对家具的尺寸、功能和配置等。因此如果在孩子成长过程中的每个阶段都更换家具是不现实的,也不符合可持续设计的原则,这种矛盾的局面需要解决家长和设计师们也一直在寻找和设计可伴随儿童身心成长的家具[10]。
2.2儿童椅调研分析
儿童椅功能:现在市面上的儿童家具品类繁多,但功能大多都较为单一不能满足儿童不断成长的需求。因此,针对某一家庭来
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